复旦大学研制出“零张力”负极材料，提高5倍锂电池寿命

复旦大学新能源研究院透露，该院夏永姚课题组采用固相合成技术，结合独特的碳包覆技术，近期成功制备了具有自主知识产权的高电子导电性的纳米钛酸锂材料。这将改变锂电池只在小型电子设备中具有实用性，而不能在动力电池和储能设备中应用的尴尬。
    这种纳米钛酸锂为“零张力”材料，是一种制备新型锂离子电池的理想负极材料。“零张力”的重要意义在于：在锂离子进入和离开电池正负极时不会改变材料的形状。而大型锂电池的许多问题归根到底就是在长期使用中电极的变化，电极性质发生改变需要的时间越长，则锂电池保持原有性能的时间也就越长。目前传统的锂离子电池还存在着循环寿命有限和对极限温度耐受性较低等负面问题，这已经成为制约传统碳极锂离子电池在大规模储能以及电动汽车中广泛使用的瓶颈。   
    夏永姚课题组研发新型材料就是针对大型储能、动力锂电池的性能改善的，技术工艺路线简单，新材料可以实现颗粒大小与形状可控。最新制备出的微纳结构类球型钛酸锂电极材料分散性好、导电性高，具有长寿命、高安全性和高倍率特性的特点，达到国内领先、国际先进水平。
    为了保证新材料具有更加优越的性能，夏永姚课题组还采用了不同于现有锂离子电池的电解液，使得基于钛酸锂电极材料制备的新一代锂电池具有工作温度宽和高安全性的特点。 
    目前，由钛酸锂负极材料与锰酸锂正极材料组成的新型锂电池组已成功应用于风光互补的环保绿色照明系统之上，运营数据表明，“零张力”钛酸锂材料使电池寿命大大延长，充放电循环可达数千次以上，这使其在大型应用上具有非常强大的优势，例如，普通的电动汽车可能使用两年后便需要换电池，而使用新型锂电池则可以使用至少10年以上，使电动汽车成本大大降低。由这种材料制备的锂电池可以广泛应用于备用电源、储能电池、风力发电均衡电源、电动自行车、混合动力汽车等。
    早在本世纪初锂电池开始风行的时候，国内外就有开发钛酸锂负极制备锂电池的成果，但并无实质应用，目前国际上日美国家已有多家锂电池公司开发生产这种新型电极的锂电池，但产品价格昂贵，这是影响其普及的原因所在。夏永姚课题组正在积极寻求合作伙伴，力争早日实现产业化。